光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉換器件。它由發光源和受光器兩部分組成。把發光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內,彼此間用透明絕緣體隔離。發光源的引腳為輸入端,受光器的引腳為輸出端,常見的發光源為發光二極管,受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。
光電耦合器簡介
光電耦合器(optical coupler,英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器,簡稱光耦。光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用,所以,它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成:光的發射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發光二極管(LED),使之發出一定波長的光,被光探測器接收而產生光電流,再經過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉換,從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離,電信號傳輸具有單向性等特點,因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。
光電耦合器是一種把發光器件和光敏器件封裝在同一殼體內, 中間通過電→光→電的轉換來傳輸電信號的半導體光電子器件。其中,發光器件一般都是發光二極管。 而光敏器件的種類較多,除光電二極管外,還有光敏三極管、光敏電阻、光電晶閘管等。 光電耦合器可根據不同要求, 由不同種類的發光器件和光敏器件組合成許多系列的光電耦合器。
光電耦合器的檢測方法
判斷光耦的好壞,可在路測量其內部二極管和三極管的正反向電阻來確定。更可靠的檢測方法是以下三種。
?。保?比較法 拆下懷疑有問題的光耦,用萬用表測量其內部二極管、三極管的正反向電阻值,用其與好的光耦對應腳的測量值進行比較,若阻值相差較大,則說明光耦已損壞。
?。玻?數字萬用表檢測法 下面以PC111光耦檢測為例來說明數字萬用表檢測的方法,檢測電路如圖1所示。檢測時將光耦內接二極管的+端{1}腳和-端{2}腳分別插入數字萬用表的Hfe的c、e插孔內,此時數字萬用表應置于NPN擋;然后將光耦內接光電三極管c極{5}腳接指針式萬用表的黑表筆,e極{4}腳接紅表筆,并將指針式萬用表撥在R×1k擋。這樣就能通過指針式萬用表指針的偏轉角度——實際上是光電流的變化,來判斷光耦的情況。指針向右偏轉角度越大,說明光耦的光電轉換效率越高,即傳輸比越高,反之越低;若表針不動,則說明光耦已損壞。
3. 光電效應判斷法 仍以PC111光耦合器的檢測為例,檢測電路如圖2所示。將萬用表置于R×1k電阻擋,兩表筆分別接在光耦的輸出端{4}、{5}腳;然后用一節1.5V的電池與一只50~100Ω的電阻串接后,電池的正極端接PC111的{1}腳,負極端碰接{2}腳,或者正極端碰接{1}腳,負極端接{2}腳,這時觀察接在輸出端萬用表的指針偏轉情況。如果指針擺動,說明光耦是好的,如果不擺動,則說明光耦已損壞。萬用表指針擺動偏轉角度越大,表明光電轉換靈敏度越高。
高速
光電耦合器(光耦)6N137
6N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器,其內部有一個850 nm波長AlGaAs LED和一個集成檢測器組成,其檢測器由一個光敏二極管、高增益線性運放及一個肖特基鉗位的集電極開路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補償功能,高的輸入輸出隔離,LSTTL/TTL兼容,高速(典型為10MBd),5mA的極小輸入電流。其工作原理是:
6N137的結構原理如圖1所示,信號從腳2和腳3輸入,發光二極管發光,經片內光通道傳到光敏二極管,反向偏置的光敏管光照后導通,經電流-電壓轉換后送到與門的一個輸入端,與門的另一個輸入為使能端,當使能端為高時與門輸出高電平,經輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當輸入信號電流小于觸發閾值或使能端為低時,輸出高電平,但這個邏輯高是集電極開路的,可針對接收電路加上拉電阻或電壓調整電路。
光電耦合器6N137應用注意事項
需要注意的是,在6N137光耦合器的電源管腳旁應有—個0.1uF的去耦電容。在選擇電容類型時,應盡量選擇高頻特性好的電容器,如陶瓷電容或鉭電容,并且盡量靠近6N137光耦合器的電源管腳;另外,輸入使能管腳在芯片內部已有上拉電阻,無需再外接上拉電阻。 6N137光耦合器的使用需要注意兩點:
1) 6N137光耦合器的第6腳Vo輸出電路屬于集電極開路電路,必須上拉一個電阻;
2) 6N137光耦合器的第2腳和第3腳之間是一個LED,必須串接一個限流電阻。